Ветер как альтернативный источник энергии: готовые решения и проблемы, существующие в ветроэнергетике

Содержание

готовые решения и проблемы, существующие в ветроэнергетике

Электроэнергия в России

Обеспеченность пользователей электроэнергией в России далеко не стопроцентная, хотя страна является энергоизбыточной и способна поставлять ресурс на экспорт. Причины такого положения в большой площади, создающей большие трудности в доставке электроэнергии.

Отдаленные регионы, труднодоступные участки до сих пор не имеют централизованного снабжения энергией и вынуждены использовать дизельные и бензиновые генераторы, обходящиеся дорого и требующие постоянного обслуживания, ремонта, снабжения топливом и прочих действий.

Для жителей таких районов крайне необходимо использование альтернативных источников, менее требовательных к топливным ресурсам и позволяющим получить автономные устройства, производящие электроэнергию. Среди этих источников наиболее предпочтительными являются ветровые электростанции или установки, имеющие большие возможности.

Важность освоения альтернативных источников энергии

Освоение и широкое использование альтернативных источников энергии крайне важно для всех современных людей, независимо от мест проживания и близости к действующим энергоресурсам. Причины этого:

  • чем больше источников энергии, тем меньше загруженность магистральных линий
  • состояние многих электростанций требует срочной модернизации, реконструкции или ремонта. Срок службы многих сооружений подходит к концу, вынуждая задумываться о способах замещения старых источников новыми
  • возможность иметь свой, независимый источник электроэнергии освобождает пользователя от зависимости от ресурсоснабжающих компаний
  • экологическая чистота альтернативных источников намного предпочтительнее, чем опасность радиоактивных загрязнений или прорыва плотины с непредсказуемыми последствиями

Кроме этих неоспоримых достоинств ветроэнергетики, существует еще одно важное обстоятельство: обеспеченность отдаленных и труднодоступных регионов есть и будет под большим вопросом. Экономическое обоснование возможности проведения линии электропередач в эти места крайне отрицательное, отсутствие промышленных объектов или важных военных, исследовательских центров низводит вероятность создания магистрали до нуля.

Вынужденный характер применения альтернативных вариантов усиливается постоянным ростом использования электроприборов как для связи, так и для прочих бытовых, медицинских или иных целей, необходимых для нормальной жизни в современном мире.

Перспективы и возможности ветрогенераторных установок

Ветроэнергетика переживает второе рождение. Из экзотических видов, применяемых в отдельных регионах планеты, где нет возможности применять другие способы производства электричества, ветроэнергетика становится полноценным видом добычи энергии.

Кроме того, весьма привлекателен сам источник. Потоки ветра обладают огромными запасами кинетической энергии, который никогда не иссякнет. В отличие от углеводородов или радиоактивных источников, ветер будет существовать всегда, пока на Земле есть атмосфера. Пользование таким источником абсолютно бесплатно, ограничивается только возможностями оборудования. Привлекательность источника, имеющего такие свойства, бесспорна и не требует никаких дополнительных аргументов.

Современные ветрогенераторы имеют достаточную производительность, чтобы обеспечивать большие количества потребителей. Такие страны, как Дания, Германия, США, Индия и Китай обладают крупными ветровыми электростанциями, играющими важную роль в энергообеспеченности этих стран.

Так, Китай имеет самую мощную на сегодня ВЭС, способную по производительности соперничать с гидроэлектростанциями, лидирующими среди всех разновидностей электростанций. Немного отстают индийские станции, имеющие несколько мощных станций с большим количеством ветроагрегатов.

Между тем активно ведутся разработки небольших установок, позволяющих снабжать энергией отдельные пункты, дома, экспедиционные отряды и т.д. Возможность автономного обеспечения энергией от устройства, перевозимого с собой или установленного рядом с домом, дает полную независимость от поставщиков энергии, роста тарифов и иных неудобств централизованного энергоснабжения.

Готовые решения

В качестве готовых устройств, предлагаемых для пользователя в настоящее время, могут быть использованы различные варианты ветроустановок. Они имеют массу вариантов конструкции, размеров, могут быть использованы для отдельных потребителей или обеспечивать энергией целые участки с множеством пользователей.

Виды ветрогенераторов

В первую очередь, все известные конструкции делятся на две большие группы:

  • горизонтальные. Это устройства, ось вращения ротора у которых находится в горизонтальной плоскости. Они более эффективны, чем вертикальные ветряки, но нуждаются в постоянной коррекции положения в зависимости от направления ветра. Вследствие большей эффективности активно используются в качестве крупных промышленных моделей, способных вырабатывать большие объемы энергии. Все устройства, используемые в качестве элементов крупнейших ветроэлектростанций, имеют горизонтальный тип конструкции
  • вертикальные. Ось вращения этих конструкций расположена по вертикали. Преимущество таких устройств в том, что необходимость установки на ветер у них отсутствует. При этом, особенностью конструкции является одновременное воздействие потока ветра на рабочую и обратную стороны лопастей, что создает как полезную, так и паразитную нагрузку, противодействующую вращению. Для устранения от останавливающих воздействий разработано множество вариантов конструкции, в той или иной степени снижающих вредное действие на задние части лопастей

Вертикальные конструкции, в силу меньшей эффективности, используются как небольшие ветроустановки для частного пользования. В этом качестве они оказались намного предпочтительнее, чем горизонтальные устройства, так как обладают большей независимостью от направления ветра и не нуждаются в подъеме на большую высоту.

Примечательно, что большинство самодельных конструкций, создаваемых для личного пользования, имеют вертикальный тип. Они просты и устойчивы к различным нагрузкам, позволяют в широких пределах изменять конструкцию, добавлять или удалять элементы, менять форму лопастей и т.д.

Существует большое количество типов вертикальных турбин:

Это только некоторые из множества типов вертикальных конструкций. Одни существуют уже очень давно, другие появились в течение последнего десятилетия. Постоянно ведется поиск новых, более удачных конструкций, невосприимчивых к отрицательному воздействию потока и способных развивать большую мощность. Большинство из них известны только как теоретически существующие разновидности, используемые самодеятельными производителями как основа для собственных разработок и устройств, собранных для обеспечения своих нужд.

Использование ветра как альтернативного источника энергии: виды, проблемы и возможности ветрогенераторных установокИспользование ветра как альтернативного источника энергии: виды, проблемы и возможности ветрогенераторных установок

Выбор оборудования

Выбор готового устройства — непростая задача, требующая серьезных исследований. Для того, чтобы приобрести оптимальный вариант, надо узнать направление и силу преобладающего в регионе ветра, выяснить возможность шквальных порывов, их частоту и силу потока.

Кроме того, надо подсчитать собственные потребности, сложив потребляемую мощность всех приборов в доме или на определенном участке и увеличив полученное значение на 15-20 %. Этот запас поможет организовать работу установки в более свободном режиме, обеспечивающем большую долговечность.

Сравнение возможностей устройства, потребностей пользователя и предоставляемых местностью параметров воздушных потоков дает значение наиболее предпочтительной мощности ветроустановки.

Все исследования и расчеты следует произвести как можно более тщательно, поскольку цены на ветрогенераторы весьма высоки, и приобретение неподходящего устройства крайне нежелательно. Долговечность агрегата в среднем составляет 20-25 лет, поэтому приобретать надо установку с некоторым запасом мощности. Количество потребляемой энергии из года в год возрастает, это надо учитывать и предвидеть рост требуемых мощностей на время службы устройства.

Проблемы, существующие в ветроэнергетике

Основная проблема, которая упоминается противниками ветроэнергетики в первую очередь — нестабильность и неравномерность воздушных потоков. Эта проблема — единственная, не поддающаяся регулированию или снижению какими-либо методами, техническими или научными. Мало того, территории многих стран, в частности — России, имеют огромный ветровой потенциал, но он базируется лишь на большой территории государства.

Показатели ветра в отдельно взятых регионах чаще всего тяготеют к средним и слабым, что создает некоторые сложности для конструкторов. Приходится проектировать модели, оптимизированные для слабых ветров, но имеющих большой запас прочности на случай редких, но возможных шквалистых порывов, грозящих разрушить неподготовленную конструкцию.

Еще одной проблемой является низкий КПД или, для ветроустановок, КИЭВ. Этот показатель ограничен, теоретические исследования показывают максимальное значение в 59,3 %. Большинство ныне ведущихся разработок призваны максимально увеличить КПД и, по возможности, перешагнуть расчетные пределы, опираясь на изменения в конструкции.

Рекомендуемые товары

Энергия ветра как альтернативный источник энергии

Человечество постоянно продолжает искать новые источники энергии. Постоянной проблемой, и причиной для этого становится невозможность постоянного использования одного вида сырья. Естественно, причиной этому послужило истощение ресурсов нашей планеты. Нефть, газ и прочие источники энергии совсем скоро закончатся, и человечеству придется уже более плотно осваивать альтернативные и совсем новые источники получения желанной энергии.

Ветер как источник энергииВетер как источник энергии

Естественно в нашем мире существуют неиссякаемые источники энергии, однако, у них есть один минус, но о нем мы говорим немного позже. К таким неиссякаемым источникам энергии относят океанические течения, солнечную энергию и ветер. Вы можете сказать, что первые два вида рано или поздно могут закончится, но возьмите во внимание то, что, если потухнет солнце, или остановятся течения в океанах, то мы столкнемся с проблемой хуже, чем отсутствие света в вашей квартире, и невозможность читать наш блог, потому что выключился роутер. Тогда мы столкнемся с катаклизмами, которые приедут к окончанию жизни человечества в принципе. Поэтому мы можем смело утверждать, что они – вечные.

Энергия ветра, как альтернативный источник энергии, также имеет свой огромный минус. Она катастрофически непостоянна. Мы не можем быть уверенными в том, что завтра на той или иной территории может быть сильный ветер. Да, существуют отдельные участки Земли, где они дуют постоянно, но прелесть альтернативных источников питания в том, чтобы они могли служить не массово, а по одиночке. Децентрализация источников поставки электричества – вот основная цель ветряных и солнечных электростанций.

Энергия ветра, как альтернативный источник энергииЭнергия ветра, как альтернативный источник энергии

Оптимальная скорость ветра, при которой ветряная электростанция функционирует на полную, в среднем равна 20-25 м/с.

Вы знаете много мест на планете Земля, где постоянно дуют такие сильные ветра?

На самом деле, такую скорость ветра требуют те агрегаты по адаптации его энергии в электрическую, которые могут снабдить током не обыкновенный одноэтажный частный дом, а огромный небоскреб.

Вам же потребуется небольшой, можно сказать, вентилятор, который с легкостью даст вам то, чего вы потребуете.

Принцип работы ветряной электростанции

Всем известно, что ветер, как источник энергии, используется в мире довольно давно. На рынок стран постсоветского пространства он пришел в начала 2010-х годов, однако завоевал огромную популярность не только у фермеров и других бизнесменов, но и у обычных людей, которые проживают в частных домах.

Но мало кто понимает, каким образом работает данное устройство.

Первым, что необходимо для использования данного устройства – это, естественно ветер. Если его не будет, вы можете сам крутить лопасти, чтобы получить электричество в дом.

Итак, основные составляющие любой ветряной электростанции:

  1. лопасти;
  2. первичный вал;
  3. тормоз;
  4. коробка передач;
  5. генератор;
  6. вал генератора;
  7. поворотный механизм с мотором;
  8. числовое программное управление;
  9. ротор.

Принцип работы ветряной электростанции

Принцип работы ветряной электростанцииВетер приводит в действие лопасти, которые, в свою очередь начинают вращать первичный вал. Для чего нужна коробка передач? Она позволяет минимизировать нагрузку на детали, что помогает избегать преждевременного изнашивания всего механизма, так как скорость дуновения ветра бывает разной, а постоянно ветер не дует.

Самым главным предметом в данном устройстве является числовое программное управление. Именно оно, в содействии с датчиком ветра определяют направление всего механизма, что позволяет вам, без никаких механических вмешательств, наблюдать за работой ветряной электростанции.

Генератор – этот тот прибор, который, собственно, и создает электричество за счет вращения лопастей. Его устройство – это более сложная тема, поэтому говорить о ней мы не будем.

ветряная электростанция в домашних условияветряная электростанция в домашних условияКак вы можете подумать, собрать такую ветряную электростанцию в домашних условия, если вы хоть что-то понимаете в технике, довольно не сложно, но. Оснастить ее специальным числовым программным управлением, которое будет упрощать использование, у вас получится вряд ли.

К тому же, не стоит забывать, что любое устройство, которое позволяет добывать электричество альтернативным путем, не может быть подключено к сети без соответствующего разрешения от местных органов, контролирующих деятельность данной отрасли. Мы очень сомневаемся, что вам позволят добывать ток при помощи несертифицированной продукции.

К тому же, стоит заметить, что установка данной техники требует больших физических усилий, и людей, которые имеют соответствующую квалификацию. Люди, у которых нет опыта в установке такой техники, могут привести ее в негодность за считанные секунды.

Берегите свои средства, и добывайте энергию правильно!

Энергия ветра: преимущества, недостатки, перспективы развития

Энергия ветра

Ветер – это не просто сложное физическое явление. В современном мире он используется как источник энергии и представляет собой экономически ценный продукт. Ветроэнергетика в мире становится всё более востребованной, над развитием этой отрасли работают учёные различных специальностей.

Насколько велик потенциал ветроэнергетики? Какими достоинствами и недостатками она обладает? Где применяется? Пришло время ответить на эти вопросы.

С чего всё начиналось

Ветряки Существует общераспространённое заблуждение, что ветроэнергетика зародилась лишь в XVII–XIX столетиях. Однако на самом деле ветер как источник энергии активно использовался представителями древних цивилизаций. Вот несколько красноречивых примеров из истории:

  1. Уже в III–II веках до н. э. жители Месопотамии изобрели первые прототипы ветряных мельниц для размола зерна. Лопасти таких устройств, вращаясь под действием ветра, приводили в движение массивный жернов. Он, в свою очередь, растирал зерно в муку. Так энергия ветра позволила сэкономить силы и время нескольких сотен рабочих.
  2. В Древнем Египте ветряные мельницы появились примерно в тот же период.
  3. В Древнем Китае с помощью ветра производилась откачка водных масс с рисовых полей.
  4. В XII веке технологии, базирующиеся на использовании воздушных потоков, стали распространяться по Европе.

Долгое время ветряная энергетика не могла похвалиться хорошими результатами. Она немного облегчала жизнь и работу человека, но не могла послужить на благо всего человечества.

И только в XX веке технический прогресс коснулся этой отрасли. Учёные начали разрабатывать оборудование, позволяющее преобразовывать энергию воздушных потоков в электроэнергию.

Востребованность

Сегодня энергия ветра используется человеком всё активнее.

По состоянию на 2015 год ветроэнергетика занимает в общем энергобалансе:

  • Дании – 42%;
  • Португалии – 27%;
  • Испании – 20%;
  • Германии – 8,6%.

Перечисленные страны являются лидерами по получению электроэнергии из ветра. К данному списку стремятся примкнуть Индия, США, Китай.

Ведущие государства мира строят планы по увеличению количества ветропарков. В Китае и некоторых странах ЕС принимаются законы об использовании возобновляемых источников энергии и повышении мощностей. Всё это способствует развитию ветроэнергетики.

Применение

Парк ветряков

Использование энергии ветра является одним из самых перспективных направлений в современной энергетике. Наглядное сравнение: потенциал ветра более чем в 100 раз превышает потенциал всех рек Земли.

Ветропарки бывают:

  1. Крупные.Обеспечивают электричеством города и промышленные предприятия.
  2. Небольшие.
  3. Вырабатывают электроэнергию для удалённых жилых районов, частных ферм.

Набирает популярность офшорное строительство: ветроустановки возводятся прямо на воде, в 10–12 км от береговой линии океана. Такие парки приносят больше прибыли, чем традиционные. Связано это с тем, что скорость ветра над океаном в несколько раз выше, чем на суше.

Достоинства

Энергия ветра

Ветровая энергетика обладает рядом значимых преимуществ, таких как:

  1. Общедоступность.
    Ветер – возобновляемое «сырьё». Он будет существовать, пока есть солнце.
  2. Безопасность для природы и человека.
    Как и все альтернативные источники энергии, ветер экологически безопасен. Оборудование, преобразующее ветряную энергию, не создаёт выбросов в атмосферу, не является источником вредного излучения. Пути накопления, передачи и использования энергии ветра – экологичные. Производственная техника безопасна для человека, пока он использует её по прямому назначению, соблюдая при этом все правила безопасности.
  3. Успешная конкурентоспособность.Ветряная энергия – хорошая альтернатива атомной. Эти отрасли борются за первенство в возобновляемой энергетике. Но АЭС несут серьёзную угрозу для человечества. В то же время ещё не зарегистрирован ни один случай неисправности ветряного энергокомплекса, сопровождающийся массовой смертностью рабочих и простых жителей.
  4. Обеспечение людей большим количеством рабочих мест.Статистика зафиксировала, что уже в 2015 году отрасль обслуживает 1 млн человек. Развитие ветроэнергетики всё ещё продолжается, поэтому данная сфера народного хозяйства ежегодно предоставляет людям тысячи рабочих мест по всему миру. Это повышает процент занятости населения и благотворно влияет на экономику отдельного региона, всей страны и целого мира.
  5. Лёгкость в работе и управлении.Оборудование требует лишь периодических ТО. Ремонт турбин или их замена – задача средней сложности. Хорошо обученные специалисты без труда обеспечивают работу ветрогенераторов, их исправность. Для этого нужны лишь базовые навыки.
  6. Перспективность.Ветроэнергетика находится только на середине своего пути. Потенциал данной отрасли не раскрыт на все 100%, а значит – всё ещё впереди. Современные научно-технические открытия позволят повысить эффективность ветровой энергетики, сделать ее более прибыльной.
  7. Экономическая выгода.Любое предприятие в начале своей работы требует больших вложений. И в отрасли ветроэнергетики расходы на оборудование стабильны, в то время как цены на электроэнергию увеличиваются. Следовательно, доходы производства постоянно растут.

Все эти характеристики способствуют развитию и глобализации ветроэнергетики.

Недостатки

Ветроэнергетика не имеет каких-либо серьёзных недостатков, но и в этом аспекте есть проблемы:

  1. Высокий стартовый капитал.Запустить такой бизнес очень сложно, ведь закупка и монтаж оборудования требуют больших инвестиций.
  2. Выбор территории.Не все регионы Земли подходят для строительства ветроэнергетических комплексов. Подбор местности осуществляется на основе высокоточных расчётов.
      При этом учитываются:
    • количество ветреных дней;
    • скорость воздушных потоков;
    • частота их изменения;
    • прочее.
  3. Отсутствие точных прогнозов.Невозможно точно предсказать, что характеристики ветра в данной местности останутся стабильными на 10/20/100 лет. Сложно рассчитать, какое количество энергии будут вырабатывать ветрогенераторы.

Люди не могут «приручить» ветер, поэтому говорить о стабильности в работе ветрокомплексов невозможно. Впрочем, это относится ко всем возобновляемым источникам энергии.

Ложные теории

Противники ветроэнергетики придумывают различные лжетеории:

  1. Шум, создаваемый ветрогенераторами, вредит экосистеме.Ветряные станции и правда издают шум, однако на расстоянии 30–40 метров он уже воспринимается как фон (естественный уровень шума), поэтому никакого ущерба экологии не наносит.
  2. Ветрогенераторы убивают птиц.Да, это действительно так. Однако от ветряных станций умирает столько же птиц, сколько от высоковольтных сетей и автомобилей.
  3. Вблизи ветряных комплексов портится сигнал ТВ. Оборудование никак не влияет на качество сигнала спутникового, цифрового и аналогового ТВ.

Основная задача таких выдумок – привлечение большего количества людей на сторону традиционной энергетики, которая является более прибыльной для современных предпринимателей.

Заключение

Резкий скачок в развитии ветроэнергетики сделал жизнь человека проще. Энергия ветра используется на крупных промышленных предприятиях и в маленьких сельскохозяйственных комплексах. Именно эта отрасль энергетики является самой востребованной и перспективной.

‘; blockSettingArray[0][«setting_type»] = 6; blockSettingArray[0][«elementPlace»] = 2; blockSettingArray[1] = []; blockSettingArray[1][«minSymbols»] = 0; blockSettingArray[1][«minHeaders»] = 0; blockSettingArray[1][«text»] = ‘

‘; blockSettingArray[1][«setting_type»] = 6; blockSettingArray[1][«elementPlace»] = 0; blockSettingArray[3] = []; blockSettingArray[3][«minSymbols»] = 1000; blockSettingArray[3][«minHeaders»] = 0; blockSettingArray[3][«text»] = ‘

Альтернативные источники энергии (энергия ветра). Создание ветрогенератора

Альтернативные источники энергии (энергия ветра). Создание ветрогенератора

Галанина С.А. 1

1МБОУ «Лицей № 3» г. Барнаула Алтайского края

Нижебойченко Н.А. 1

1МБОУ «ЛИЦЕЙ №3»

Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке «Файлы работы» в формате PDF

Введение

Развитие альтернативной энергетики и поиск новых источников энергии – одна из главных задач современного мира. Основные причины этому: огромный вред традиционных электростанций и истощение невозобновляемых энергетических ресурсов. Я уже третий год изучаю проблемы экологически чистой энергетики, потому что считаю, что каждый должен стараться сделать как можно больше для защиты нашей планеты, т.к. от каждого из нас зависит ее будущее. В первом классе в ходе эксперимента мне удалось создать источник энергии из овощей и фруктов. С его помощью у меня даже получилось зажечь 1 светодиод. В прошлом году мы сами сделали фонарик, который зажигается водяной батарейкой. Я решила продолжить изучение вопроса получения «зеленой» энергии в новом проекте по созданию ветрогенератора.

Актуальность

Электроэнергия стала важной частью жизни человека. Мировые потребности в электроэнергии постоянно возрастают. В настоящее время эксперты прогнозируют рост потребления электричества из-за перехода на электрическое отопление и электромобили. Так, например, в 2016 году правительство Норвегии выступило с предложением запретить использовать в стране автомобили с двигателем внутреннего сгорания. Шведский производитель автомобилей Volvo сам намерен отказаться от двигателей внутреннего сгорания. С 2019 года компания планирует производить электромобили и гибриды.[11] Правительство России в июле 2017 года внесло изменения в правила дорожного движения. Теперь в них появятся понятия «электромобиль», «гибридный автомобиль», а также специальные дорожные знаки для парковок с зарядкой.[1] Все эти, несомненно, полезные для окружающей среды изменения потребуют увеличения производства электроэнергии. При этом, в настоящее время на возобновляемые (альтернативные) источники приходится 6,3% всей её мировой выработки, что очень мало.[3] Поэтому я считаю, что тема экологичных энергоресурсов становится только актуальнее с каждым годом.

Цель исследования – исследовать получение электроэнергии с помощью ветра; создать возобновляемый и безопасный для окружающей среды источник электроэнергии.

Гипотеза – возобновляемые и безопасные для окружающей среды источники электроэнергии существуют, а создание такого источника возможно в домашних условиях.

Задачи:

1. Изучить актуальные данные об альтернативных источниках энергии;

2. Узнать, что такое ветроэнергетика;

3. Выяснить плюсы и минусы ветряных электростанций;

4. Изучить типы ветрогенераторов;

5. Найти альтернативные источники электроэнергии на Алтае;

6. Провести эксперимент по созданию ветрогенератора; измерить напряжение, вырабатываемое этим ветрогенератором;

6. Проверить возможность использования получившегося ветрогенератора;

7. Сделать вывод о существовании безопасного возобновляемого источника электроэнергии.

Предмет исследования – работа ветрогенератора, безопасность ветрогенератора для экологии.

Объект – создание ветрогенератора.

Практическая ценность – состоит в проведении эксперимента, в результате которого будет доказано существование возобновляемых и безопасных для окружающей среды источников электроэнергии.

Методы исследования:

Теоретические – изучение специальной литературы, обобщение и систематизация материала по данной теме.

Эмпирические – проведение эксперимента и формулирование выводов.

1 Теоретическая часть

1.1 Ветроэнергетика

Работая над прошлыми проектами, я узнала о том, какой вред традиционные электростанции наносят окружающей среде. Ещё я выяснила, что существуют несколько видов альтернативных источников энергии, которые являются возобновляемым природным ресурсом. Они заменяют собой традиционные источники энергии и имеют низкий риск причинения вреда окружающей среде. В данном проекте я решила подробнее остановиться на таком альтернативном источнике, как энергия ветра.

Изучая литературу, я узнала, что ветроэнергетика — отрасль энергетики, связанная с разработкой методов и средств преобразования энергии ветра в механическую, тепловую или электрическую энергию.[6] В рамках проекта, я изучала получение именно электроэнергии. Ветроэнергетика является бурно развивающейся отраслью. В 2014 году количество электрической энергии, произведённой всеми ветрогенераторами мира, составило 3 % от всей произведённой человечеством электрической энергии.[11] Некоторые страны особенно интенсивно развивают ветроэнергетику. Дания с помощью ветрогенераторов производит уже около половины всей потребляемой электроэнергии.

1.2 Плюсы и минусы ветряных электростанций

Ветер раскручивает ротор. Выработанное электричество подаётся через контроллер на аккумуляторы. Инвертор преобразует напряжение в пригодное для использования

Работая над проектом, я узнала, что ветрогенератор (ветроэлектрическая установка или сокращенно ВЭУ) — устройство для преобразования кинетической энергии ветра в электрическую энергию.[17] Ветряная электростанция же – это несколько ВЭУ, объединённых в единую сеть. Крупные ветряные электростанции, их ещё иногда называют «ветряные фермы», могут состоять из 100 и более ветрогенераторов.

В отличие от ископаемого топлива, энергия ветра практически неисчерпаема, повсеместно доступна и более экологична. Существуют и определённые проблемы при эксплуатации ветрогенераторов, но с каждым годом их становится всё меньше.[9] Остановимся на основных положительных и отрицательных сторонах ветроэлектростанций.

Плюсы ветряных электростанций:

Экономия ресурсов. Работа ветрогенератора мощностью 1 МВт за 20 лет позволяет сэкономить примерно 29 тыс. тонн угля или 92 тыс. баррелей нефти, так как для кручения лопастей ВЭУ не требуется никакого топлива.

Высокая экологичность. При работе ВЭУ не происходит выбросов в атмосферу. Кроме этого, такая электростанция никогда не вызовет разрушительные действия, возможные от атомных и гидроэлектростанций.

Простое обслуживание, быстрая установка, низкие затраты на техническое обслуживание и эксплуатацию.

Сохранение сельскохозяйственных земель. Хотя ветроэлектростанции занимают большие площади, эти же территории могут безопасно использоваться для сельскохозяйственных нужд.

Минусы ветряных электростанций:

Шум и вибрация. В первых моделях ветроустановок шум достигал значительного уровня, поэтому было введено минимальное расстояние до жилых домов — 300 м. Хотя в современных ВЭУ шум работающих лопастей слышен только фоном даже на расстоянии 30 метров.

Обледенение лопастей. В зимний период при высокой влажности воздуха возможно образование льда на лопастях. При пуске ветроустановки возможен разлёт льда на значительное расстояние.

Удары молний могут привести к пожару. На современных ветрогенераторах устанавливаются молниеотводы.

Изменчивость мощности во времени. Производство электроэнергии зависит от силы ветра, на которую человек не может повлиять.

По некоторым данным, ветроустановки представляют опасность для птиц. Хотя последние исследования показывают, что птиц от столкновения с лопастями гибнет намного меньше, чем от столкновений с высоковольтными ЛЭП, современные ВЭС прекращают работу во время сезонного перелёта птиц.

1.3 Типы ветрогенераторов и ветроэлектростанций

Существуют два основных типа ветротурбин:

с вертикальной осью вращения (роторные):

с горизонтальной осью вращения (крыльчатые)

Промышленные ветряки строят, преимущественно, с горизонтальной осью вращения и жесткими лопастями.[3]

Типы ветроэлектростанций:

Наземная ВЭС. Самый распространённый в настоящее время тип ветряных электростанций. Ветрогенераторы стараются устанавливать на холмах или возвышенностях.

Прибрежная ВЭС. Строятся на небольшом удалении от берега моря или океана. Используются суточные движения бриза.

Шельфовая ВЭС. Строят в море на участках с небольшой глубиной, на расстоянии от 10 до 60 километров от берега. Сваи для фундаментов забивают на глубину до 30 метров.

Плавающая ВЭС. Ветрогенераторы устанавливаются в море на плавающей платформе и удерживаются тросами с якорями, закреплёнными на дне.

Горная ВЭС. Возводится в горной местности. Скорость ветра возрастает с высотой, что имеет большое значение для таких станций.

Парящая ВЭС. Так называют ветровые турбины, размещенные высоко над землей, для использования более сильного и стойкого ветра.[18]

1.4 Интересная информация о ветроэнергетике

Изучая литературу для данного проекта, я узнала интересную информацию о развитии альтернативной энергетики. Своими открытиями я хочу поделиться с вами.

Ветропарк «Ульяновский»

В декабре 2016 г. под Ульяновском началось строительство ветропарка мощностью 35 МВт. Это будет первый в России ветропарк такой величины. Риск столкновения птиц с лопастями сведется к нулю, так как в проекте предусмотрены ультразвуковые отпугиватели птиц.[14]

Ветрогенераторы без лопастей

Выше мы уже рассмотрели основные проблемы ВЭС и узнали, что все они постепенно решаются. Но инженеры продолжают поиски таких проектов ветрогенераторов, которые были бы лишены всех основных недостатков. Изучая литературу, я узнала об одном интересном изобретении. Испанская компания разработала вертикальный ветрогенератор без лопастей. Заявляется, что конструкция ветротурбины позволяет сократить затраты на техническое обслуживание на 80% в сравнении с лопастными ветровыми установками. Кроме того, создатели утверждают, что новый ветряк работает тише обычных турбин и представляет гораздо меньшую угрозу для птиц и всей окружающей среды.[10]

Ветрогенератор с магнитной подвеской

Также существует ветротурбина, в устройстве которой применяется магнитная подвеска. Это снижает шум и сводит трение почти к нулю.

Самые удивительные проекты ветрогенераторов

Голландское дерево-турбина может вместить до 8 турбин и достигать 120 метров

В этом проекте предлагается вмонтировать ветротурбины в обшивку здания

В Дубае планируется построить небоскрёб в форме гигантской ветровой турбины

1.5 Альтернативные источники энергии Алтая

За два года я обнаружила уже много мест в Алтайском крае и Горном Алтае, где используются альтернативные источники энергии. Напомню вам самые интересные находки прошлых проектов:

Энергоэффективный дом с ветрогенератором и солнечными батареями (бульвар 9 января, г. Барнаул)

Микро ГЭС (туристическая деревня Эстюбе, Телецкое озеро)

В этом году я по традиции продолжила поиски альтернативной энергетики на Алтае.

В районе деревни Крутишка Алтайского края построили объездную дорогу, так как на основной шёл ремонт. Вот такой компактный переносной светофор мы обнаружили, когда поехали в гости к бабушке с дедушкой.

Этим летом мы всей семьей побывали в Горном Алтае. Там часто встречаются вот такие домики с солнечными батареями.

Ещё одна Микро ГЭС, обнаруженная нами (окрестности Камышлинского водопада)

Вот так получают электроэнергию на новой дороге к строящемуся курорту Белокуриха-2:

Вертикальные и горизонтальные ветрогенераторы производят электричество для освещения дороги и подсветки стрелок серпантина.

Даже на огромной надписи «Алтайский край» установлены солнечные батареи для красивой подсветки в темное время суток.

По пути обратно домой мы заметили необычные конструкции. Оказалось, что ведется строительство четвертой в Республике Алтай солнечной электростанции.

Я следила за новостями этой стройки и однажды прочитала, что Майминская СЭС мощностью 20 МВт открылась 19 сентября 2017 года.[12]

2 Практическая часть

2.1 Эксперимент по созданию ветрогенератора

Я уже третий год изучаю альтернативную энергетику. С каждым годом я совершала всё новые открытия и ставила для себя более сложные цели. После изучения литературы, моей мечтой стало построить свой собственный ветрогенератор. На даче у нас есть спортивная площадка, которая не освещается в темное время суток, так как электропроводов там нет. И я решила, что было бы здорово сделать освещение площадки с помощью ветрогенератора. Я рассказала про свою идею папе, и он, с радостью, согласился мне помочь.

Мы решили сделать роторный ветрогенератор, то есть с вертикальной осью вращения.

Сначала мы определились с материалами для исследования, которых понадобилось достаточно много.

1) Мы использовали:

Вольтметр

Паяльник

2 стальных диска

Пластина из оргстекла

Ступица от велосипеда

Медный провод в изоляции

Диоды

24 неодимовых магнита

Преобразователь напряжения

Болты, крепления

Светодиод

2) Собираем основу конструкции генератора

3) С помощью самодельного устройства наматываем 9 катушек по 70 витков

4) Магниты приклеиваем к стальному диску, чередуя полярность; а катушки крепим к пластине из оргстекла

5) На второй стальной диск клеим магниты со смещением

6) Соединяем катушки и собираем выпрямитель на диодах

7) Подключаем к генератору вольтметр

8) Раскручиваем генератор и измеряем напряжение, которое он может вырабатывать. От силы раскручивания диска зависела величина напряжения

9) Зажигаем с помощью генератора светодиод, потребляющая мощность которого 3 В

10) Для прошлого проекта мы с папой собрали повышающий преобразователь напряжения (ферритовое кольцо, медный провод, транзистор, резистор). Это электротехническое устройство позволило зажечь наш водный фонарик. Мы решили использовать его также для ветрогенератора

11) Делаем лопасти для нашего ветрогенератора и дорабатываем изобретение

12) Проводим тестовый запуск устройства около дома

Мы узнали, что площадь, которую может помочь осветить наш ветрогенератор, составляет около 1 кв.м.

2.2 Вывод из эксперимента

Нам удалось создать ветрогенератор. Напряжение, которое мы получили, раскручивая его руками, оказалось достаточным для свечения светодиода. Затем мы усовершенствовали ветрогенератор, установив повышающий преобразователь напряжения. После этого мы проверили наш ветряк с помощью вентилятора, и убедились, что наше изобретение работает. Также мы посчитали экономическую выгоду проекта (Приложение 1). Наше устройство является очень полезным. Оно может выручить в условиях отсутствия электричества. Но самое главное, что изготовленный нами ветрогенератор не вредит окружающей среде и сберегает ценные природные ресурсы. Этой весной мы с папой обязательно установим наше изобретение на даче, пока же мы провели пробную установку около дома. Это позволило нам узнать площадь, которую может помочь осветить наш ветрогенератор. Она составляет около 1 кв.м.

Как было сказано выше, в связи с увеличением количества электромобилей потребуется всё больше мест для их зарядки. Я размышляла над этим и пришла к выводу, что вдоль дорог можно было бы установить зарядные станции, работающие на таких ветрогенераторах, как наш. Получилась бы «экологичная» заправка для «экологичных» автомобилей.

Заключение

Электроэнергия – неотъемлемая часть жизни человека, и потребности в ней постоянно возрастают. Отказаться от благ цивилизации люди не смогут, но они должны отказаться от вредных для окружающей среды традиционных источников энергии в пользу альтернативных возобновляемых ресурсов, безопасных для будущего планеты. Тем более, такие уже есть: это подтверждает наш эксперимент по созданию ветрогенератора и альтернативные источники энергии, обнаруженные нами на Алтае. Это значит, наша гипотеза подтвердилась.

Человечество должно стремиться полностью перейти на производство именно экологичной энергии. Нам дана только одна планета, возможно, единственная во Вселенной, пригодная для жизни, и мы не можем её потерять.

Список литературы:

1. О внесении изменений в постановление Совета Министров — Правительства Российской Федерации от 23 октября 1993 г. № 1090: постановление Правительства Российской Федерации от 12 июня 2017 года № 832 // Собрание законодательства РФ. – 2017. – № 30. – ст. 4666.

2. Баскаков А.П. Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии. Учебное пособие / А.П. Баскаков, В.А. Мунц. – М.: ИД Бастет, 2013. – 368 с.

3. Германович В.Т. Альтернативные источники энергии. Практические конструкции по использованию энергии ветра, солнца, воды, земли, биомассы / В.Т. Германович, А.В. Турилин. – СПб.: Наука и техника, 2014. – 318 с.

4. Кривченко И.В. Физика. 8 класс: учебник. / И.В. Кривченко. – М.: Бином. Лаборатория знаний, – 2015. – 152 с.

5. Максаковский В.П. Географическая картина мира Кн.1: Общая картина мира. Глобальные проблемы человечества / В.П. Максаковский. – М.: Дрофа, 2008. – 495 с.

6. Рязанцев В.Д. Большая политехническая энциклопедия / В.Д. Рязанцев. – М.: Мир и образование, 2011. – 707 с.

7. Сидорович В. Мировая энергетическая революция: Как возобновляемые источники энергии изменят наш мир / В. Сидорович. – М.: Альпина Паблишер, 2015. – 208 с.

8. Степанов И. Энергия будущего: черный, голубой, зеленый? / И. Степанов // Эксперт Сибирь. – 2017. – № 29 (497).

9. Чумаков В. Токи ветров / В. Чумаков // Вокруг света. – 2008. – № 8.

10. Такер Б. Энергия ветра без лопастей // Форбс [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://www.forbes.com/sites/billtucker/2015/05/07/wind-power-without-the-mills/#681581771812.

11. Анализ мирового производства электроэнергии // http://www.unep.org/ru/ — сайт ООН окружающая среда.

12. Две солнечные электростанции открыли в Республике Алтай // Новости Горного Алтая [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.gorno-altaisk.info/news/83255.

13. Традиционные и нетрадиционные источники электрической энергии // Об альтернативных источниках энергии, электростанциях и генераторах [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://dom-en.ru/sprav2/

14. Начало положено. Fortum приступила к строительству ветропарка в Ульяновской области // Neftegaz.ru [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://neftegaz.ru/news/view/157767-Nachalo-polozheno.-Fortum-pristupila-k-stroitelstvu-vetroparka-v-Ulyanovskoy-oblasti.

15. Традиционная и нетрадиционная электроэнергетика // Все об энергетике [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://energomir.blogspot.ru/p/12.html

16. http://www.ecolife.ru/ — официальный сайт журнала Экология и жизнь.

17. http://dic.academic.ru/ — элекронная энциклопедия

18. http://www.popmech.ru/ — сайт журнала «Популярная механика».

Приложение 1

Экономическое обоснование проекта

Затраты на освещение спортивной площадки с помощью традиционной энергетики:

1) 40 м кабеля по 20 руб/м: 40 Х 20 = 800 руб

2) Плафон с лампой 150 руб

3) Ожидаемую стоимость потребленной электроэнергии за год мы рассчитали исходя из среднего периода освещения (май – сентябрь в течение 4 ч/сутки) при освещении 100 Вт лампой и стоимости электроэнергии 4 руб/кВт: 100 Х 4 Х 153 : 1000 Х 4 = 244 руб 80 коп/год

Итого затрат за 1-й год использования: 800 + 150 + 244,8 = 1194,8 руб; за 2-й год: 1194,8 + 244,8 = 1439,6; за 3-й год 1439,6 + 244,8 = 1684,4

Затраты на освещение спортивной площадки с помощью ветрогенератора:

1) Магниты 900 руб

2) Металл + крепления 210 руб

3) Лампа-прожектор 340 руб

Итого: 900 + 210 + 340 = 1450 руб

Экономия за 3 года:

1684,4 — 1450 = 234,4 руб

Вывод:

Таким образом, окупаемость нашего проекта составит почти 3 года. К концу третьего сезона эксплуатации ветрогенератора мы даже получим экономию 234 руб 40 коп. И, конечно же, полученная нами энергия будет экологически чистой.

Просмотров работы: 2885

Попутный ветер как альтернативный источник энергии

С тех пор как пытливые умы путешественников поняли, что земля большая и круглая, началась дружба человека и ветра. Придумав парус, эти бесстрашные и любознательные исследователи всего за сто лет открыли все земли и океаны. Придумав мельницу, качество хлеба возросло в 173 раза. Воздушные шары и прочие чудеса мысли и подавно…

Но сегодня речь пойдёт о современном использовании энергии ветра, вернее, получении электрической энергии с помощью него. Итак…наша тема — ветряная электростанция для дома. Разберёмся, насколько это выгодно, из чего она состоит, и стоит ли вообще заморачиваться?

Открою вам секрет. По сути, энергия ветра — это часть солнечной энергии. Что такое ветер и как он образовывается? Всё дело в неодинаковом прогреве земной поверхности солнцем. Как следствие, возникает неравномерное распределение давления воздуха. Получается такой эффект, при котором воздух с меньшим давлением начинает догонять воздушные массы с меньшим давлением. Это и есть ветер.

Разновидности ветряков

Все ветряные электрические установки делятся по видам конструкций, и бывают с горизонтальной и вертикальной осью вращения. Также ветряки классифицируются по размерам, мощности, числу лопастей и по материалам элементов.

— В отличие от горизонтальных, вертикальные работают почти бесшумно, но эффективность их низкая;
— Выделяют двух, трёх и многолопастные конструкции;
— Лопасти бывают изготовлены из жёсткого материала и есть парусные, но они подвержены быстрому износу.

Установки с горизонтальной осью — это пропеллерная система с несколькими лопастями (вы их все видели). У таких систем самый большой КПД и они более изучены.
С вертикальными ветряками всё сложнее (см.фото). Про них поговорим отдельно в следующий раз.

Где использовать

Ветряные станции обычно используют в частных домах, на дачах и в местах, где вообще нет электричества. В отличие от солнечных батарей, в черте города или «квартирный» вариант тут не уместен. Также ветряки пользуются спросом у фермеров и собственников небольших производств. Существуют проекты перехода целых посёлков и дачных сообществ на такой вид энергии.

Принцип работы

При воздействии ветра за счёт кинетической энергии лопасти начинают вращаться. Это действие приводит в движение внутренний вал, он соединён с редуктором, который увеличивает скорость вала. Вал подключён к генератору, принцип работы которого нам всем известен. Ротор генератора при вращении вырабатывает ток. Так как ток вырабатывается постоянный, а нам нужен переменный (220 вольт и 50 герц), то применяются уже известные нам по солнечным станциям инверторы (преобразователи). Для накопления энергии используют аккумуляторы. Современным установкам для качественной работы достаточно силы ветра в 4-5 м/с.

Основные узлы ВЭС

  • Вал с лопастями и ротор
  • Редуктор (говоря простым языком — это коробка передач, регулирующая скорость вращения)
  • Защитный корпус (защита всего этого от погоды)
  • «Хвост» установки (важная штука, регулирующая направление по ветру)
  • Генератор (двигатель) и контроллер заряда батарей
  • Аккумуляторы (ёмкие, многоцикличные, см. статью про

Энергия ветра как альтернативный источник энергии

Несколько лет назад внимание северных энергетиков привлекли успехи стран, использующих энергию ветра — Голландии, Италии, Португалии, имеющих выход на морские и океанские побережья с постоянными ветрами. Традиционно в этих странах использовалась энергия ветра для вращения крыльев мельниц. В 19 веке энергию ветра научились преобразовывать в электрическую. Но это были локальные установки. 21 век принес новые разработки.

Расширился ареал использования энергии ветра в промышленных масштабах. Берега многих стран украсились ветропарками. По проводам потекла почти что дармовая энергия. И к нам на Кольский полуостров уже шагнули длинные ноги ветряков. Один из них – первая птаха, поднявшая свои крылья на сопке над «Ленинградкой», привлекает внимание мурманчан уже несколько лет. А скоро северные ветры начнут вращать крылья целого ветропарка.

Преимущества энергии ветра

О строительстве на территории Мурманской области в мощной ветряной электростанции губернатор Мурманской области Юрий Евдокимов говорил в марте 2008 года на встрече с представителями европейских компаний, специализирующихся на постройке таких сооружений.

Говорят: «Русские медленно запрягают, но потом быстро едут». С полным основанием эту народную мудрость можно отнести и к истории строительства в Мурманской области ветропарка. Правда, «запрягают» пока голландцы.

Ученые из Кольского научного центра Российской академии наук в начале нового века провели несколько сложных исследований и доказали преимущества энергии ветра. Ведь среднегодовая скорость ветра в Мурманской области сможет дать работу энергетической установке.

Затем были совместные исследования голландских компаний «Виндлайф Энерджи» и «Экофис», специализирующихся на проектах в области ветроэнергетики и Кольского научного центра, показавшие, что энергетический потенциал ветра на полуострове достаточен для возведения мощностей, рассчитанных как минимум на 1000 МВт электроэнергии.

Оптимальное место для постройки электростанции, работающей от энергии ветра, по мнению специалистов, это окрестности поселка Териберка. Первым проектом может стать ветровая электростанция мощностью в 200 МВт.

По мнению голландцев, эта сфера бизнеса становится привлекательной для инвестиций. Представители голландских компаний уже провели переговоры с представителями МРСК и ТГК-1 о возможности присоединения ветропарка к существующей сети электроснабжения.

Губернатор приветствовал активность потенциальных зарубежных партнеров, но отметил, что ранее предпринятые шаги по созданию ветропарков не имели особого успеха. Тем не менее, глава региона считает, что в этом направлении должна вестись активная работа с учетом важности ее экологических аспектов. В результате предварительных переговоров стороны договорились начать подготовку соответствующего протокола о намерениях.

С этой целью Юрий Евдокимов выезжал в сентябре с рабочим визитом в Голландию, где обсудил совместные с голландской компанией «Виндлайф Энерджи» проекты. В Амстердаме глава области встретился с представителями компании и фирм, специализирующихся в альтернативной энергетике. Круг обсуждаемых тем был широк: от вопросов аренды земли до работы по привлечению иностранных инвестиций. В Гааге губернатор провел переговоры с министром торговли Нидерландов Франком Хеемскерком, побывал в одном из голландских ветропарков и посетил завод по разработке ветряных установок.

Наконец, губернатор Мурманской области Юрий Евдокимов и президент голландской компании «Виндлайф Энерджи» Паул Локчис подписали протокол о взаимодействии по созданию на территории Кольского полуострова ветроэнергетического парка. В этом документе зафиксировано, что компания «Виндлайф Энерджи» создаст и зарегистрирует в регионе компанию-оператора по реализации проекта. В протоколе отмечается, что компания подготовит и представит «Декларацию о намерениях по строительству ветроэнергетического парка» для рассмотрения на заседании Межведомственной комиссии по размещению производительных сил Мурманской области.

А уже 9 октября первый заместитель губернатора Александр Макаров провел заседание межведомственной комиссии по размещению производительных сил Мурманской области.

Комиссией рассмотрена декларация о намерениях «Ветропарка вблизи поселка Лодейное и вдоль дороги Мурманск — Туманный — Серебрянская ГЭС — I, II». С докладом на эту тему выступил генеральный директор ЗАО «Уиндлайф Арктик Пауэр» («Windlife Arctic Power») Григорий Сергеевич Дмитриев. Но сначала он предоставил слово своему коллеге, президенту голландской Компании «Уиндлайф Энерджи» («Windlife Energy») Полу Локшису.

Локшис сообщил, что обдумывание проекта  компанией началось в 2001 году, но в то время еще не существовало законов, позволявших заниматься зеленой энергетикой в России. И только произошедшее 3 года назад ратифицирование нашей страной Киотского протокола (пилотного документа, предваряющего глобальное мировое экологическое соглашение по предотвращению катастрофических изменений климата) позволило Полу Локшису вплотную заняться осуществлением своей идеи. Проект будет осуществляться в сотрудничестве с Европейским банком реконструкции и развития, одно из требований которого — тщательный контроль над безопасностью окружающей среды. «И мы сделаем все возможное, что бы соблюсти это требование» — пообещал Пол Локшис.

«Вести бизнес в России довольно сложно» — поделился президент «Windlife Energy» — «Особенно когда не знаешь русского языка. Однако я надеюсь получить в вашей стране поддержку в работе над проектом».

Срок окупаемости проекта — 7 лет. Для создания ветропарка мощностью 200 МВт потребуются инвестиции порядка 300 млн евро. 70 процентов от этой суммы обещает внести Европейский банк реконструкции и развития. Остальное, как пояснил Пол Локшис, предоставит международная банковская группа с участием германского, голландского и норвежского капиталов. «Документального оформления обязательств по инвестициям еще нет, но оно появится после проведения всех подсчетов и исследований, необходимых для вывода конкретных цифр» — сообщил он. А финансированием риска займется сама «Windlife Energy».

По словам выступившего с докладом Григория Дмитриева, одна из сложностей, связанных с реализацией ветропарка — то, что пока неизвестно расположение установок. «Сперва необходимо замерить, где лучше ветер» — объяснил гендиректор «Уиндлайф Арктик Пауэр».

Дмитриев рассказал, что в России почти нет необходимого оборудования (например, подъемных устройств для гондол) — поэтому будет применяться зарубежное. Агрегаты в Мурманской области не производятся, и первые 20-30 штук будут закуплены за рубежом. В дальнейшем планируется перейти на производство большинства деталей у нас.

«По предварительным прикидкам, на строительстве ветропарка будет занято 300-400 человек» — сказал Григорий Сергеевич.

Энергия ветра плюсы и минусы

«Количество поломок и аварий в ветропромышленности меньше, чем в большинстве других отраслей, а персонал требуется в основном для слежения за режимами» — рассказал Дмитриев. «Вообще же, ветер — более устойчивый источник энергии, чем вода» — заявил генеральный директор — «Колебания — не более 10 % в год. Есть еще более сильные краткосрочные колебания, но это не представляет собой особенной проблемы — степень предсказуемости высока, почти все в данной ситуации можно предусмотреть».

По окончании заседания межведомственной комиссии принято решение рекомендовать администрации Кольского района определить земельный участок вдоль автодороги Мурманск – Туманный — Серебрянская ГЭС для размещения там будущего ветропарка.

Наталья ЕРМАКОВА

Виктория ЕГОРОВА

ЖУРНАЛ «СЕВЕР ПРОМЫШЛЕННЫЙ» № 10-11 2008 Г.

Еще статьи на тему «Энергия ветра»:

Предпосылки для использования энергии ветра

Ветряные электростанции доказывают свою эффективность

Перспективная площадка для ветропарка на мурманском берегу


busy

Энергия ветра: плюсы и минусы

Электроэнергия

Электроэнергия — уникальный ресурс. Ее можно вырабатывать в любых количествах, она неиссякаема и не базируется на ископаемых элементах. Такие свойства делают электроэнергию очень востребованной, распространенной и популярной. Существует и оборотная сторона — для производства электричества требуется достаточно мощное оборудование, требующее обслуживания, ремонта и прочих работ, которые могут производиться только квалифицированными людьми.

Электрические магистрали, разветвленная сеть которых охватывает всю страну, ведут только к густонаселенным районам, минуя отдаленные регионы. Это объяснимо, так как расходы на проведение ЛЭП очень велики, поэтому в первую очередь обеспечиваются электричеством только самые крупные пункты.

Способы автономного получения электроэнергии и их последствия

Решить проблему отсутствия электричества можно разными способами. Распространены дизельные и бензиновые генераторы, иногда встречаются мини-ГЭС, позволяющие обеспечить энергией небольшой поселок. Все эти способы имеют определенный недостаток — они отрицательно влияют на окружающую природу. Выбросы от двигателей бензиновых или дизельных генераторов губительно воздействуют на атмосферу, содержат пары свинца и прочих вредных химических соединений.

Дамбы, образуемые для создания мини-ГЭС создают искусственные водоемы, нарушающие естественное равновесие природных процессов в регионе, изменяют гидродинамический режим грунтовых водоносных пластов, объемы питания рек, расположенных ниже по течению. Все эти воздействия запускают процессы, уничтожающие природные богатства страны. Самое опасное в них — незаметность и постепенность действия. Все происходит очень медленно, исподволь, пока в один день не оказывается, что произошли необратимые изменения, полностью меняющие состояние экологии в регионе.

Альтернативные источники энергии

Кроме традиционных, наиболее распространенных способов получения электричества существуют другие, менее используемые, но вполне эффективные средства. К ним относятся солнечная энергия, приливные электростанции, АЭС и другие энергоблоки, способные вырабатывать электричество в промышленных масштабах или для нужд отдельного дома. Но существует один способ, имеющий массу преимуществ перед остальными.

Альтернативные источники: энергия ветра, плюсы и минусыАльтернативные источники: энергия ветра, плюсы и минусы

Речь идет о ветроэнергетике, вполне эффективной и активно развивающейся отраслью энергетики в странах Запада. Потоки ветра, перемещающиеся по атмосфере, имеют огромную энергию, которая используется пока еще довольно скудно.

В России такими разработками занялись относительно недавно, так как в советское время ветроэнергетика считалась убыточной и непроизводительной отраслью. Упор делался на крупные гидроэлектростанции, позволяющие обеспечивать энергией индустриальные регионы, питать производственные цеха и металлургические комбинаты. В сравнении с потребностями промышленности, расходы энергии на бытовые нужды населения незначительны, поэтому обеспечивались практически по остаточному принципу. Поэтому и существуют до сих пор регионы, куда магистрали электроснабжения не проведены.

Ветроэнергетика — наиболее удачный выход из положения. Дело в том, что при помощи одного-двух ветряков можно обеспечить энергией всю усадьбу, не создавая крупную сеть с множеством дорогостоящего оборудования.

Плюсы и минусы ветровых электростанций

Ветровые электростанции имеют массу достоинств. В их числе:

  • компактность. Ветряк занимает точечное положение и не требует какой-то территории для функционирования
  • полная безопасность для окружающей среды. Ветрогенератор только получает энергию, ничего не отдавая взамен, поэтому внести в экологию какие-либо изменения он не может
  • отсутствие потребностей в каком-либо топливе, вся работа системы производится абсолютно автономно
  • высокая ремонтопригодность ветряков, особенно в сравнении с гидроэлектрстанциями
  • расходы на получение энергии стабильны и поддаются прогнозированию
  • минимальные потери энергии при передаче, возможность установки ветряков вблизи от потребителей

Альтернативные источники: энергия ветра, плюсы и минусыАльтернативные источники: энергия ветра, плюсы и минусы

При таких значительных преимуществах, делающих ветроэнергетику весьма привлекательной отраслью, существует немало аргументов против нее. Если не считать различных утверждений о вреде для птиц или о сильном шуме, издаваемом ветряками, которые на проверку оказываются просто несостоятельными, можно выделить несколько действительно серьезных недостатков:

  • высокие единовременные вложения, особенно если речь идет о ветроэлектростанции, объединяющей несколько десятков ветряков
  • непостоянство скорости и направления потоков ветра, которые трудно предсказать или запланировать. Здесь же надо отметить случающиеся шквалы или штормы, способные вывести из строя высокие мачты с лопастями, не готовыми к таким нагрузкам
  • КПД ветрогенераторов в лучшем случае составляет 30%, а в среднем — гораздо меньше, что является самым серьезным аргументом против такого направления энергетики

Следует учитывать, что рассматривать ветроэнергетику в качестве альтернативы гидроэнергетике можно только с позиций полной недоступности последней.

При равных возможностях первенство ГЭС очевидно, поэтому речь не идет о замене одного типа станций на другой, а лишь о возможности получения энергии при отсутствии обычных методов.

Если рассуждать на бытовом уровне, то приобретение ветряка, даже недорогого, весьма сильно ударит по семейному бюджету. Учитывая реалии, можно вполне ответственно утверждать, что в большинстве регионов, где нет электричества, покупка промышленного ветряка людям не по карману. Другое дело — самостоятельное изготовление. Здесь картина иная, так как техническое творчество у русского человека в крови, а если к тому подталкивают жизненные обстоятельства, то самая серьезная мотивация обеспечена.

Виды ветрогенераторов

Существующие конструкции ветрогенератоов делятся в первую очередь на горизонтальные и вертикальные. Устройства с горизонтальной осью вращения являются более эффективными, стабильнее в работе и обеспечивают более ровные результаты, но нуждаются в постоянном наведении на ветер и более сложны в самостоятельном изготовлении.

Альтернативные источники: энергия ветра, плюсы и минусыАльтернативные источники: энергия ветра, плюсы и минусы

Ветряки с вертикальной осью вращения просты и доступны для изготовления своими руками. Они не требовательны к направлению ветра или высоте подъема над землей, главным условие для них является отсутствие поблизости крупных зданий или сооружений, заслоняющих ветер.

Недостаток этих конструкций — относительно низкая эффективность, вызванная одновременным воздействием как на рабочую часть лопастей, так и на обратную, создавая усилие, уравновешивающее лопасти в состоянии покоя. Для решения этого вопроса созданы разные конструкции роторов, в число которых входят:

Разница между этими конструкциями заключается в конфигурации лопастей и в том, как решается вопрос с отрицательным воздействием на их обратную сторону. Наиболее простая и доступная конструкция Савониуса представляет собой две изогнутые по продольной оси лопасти, расположенные по диаметральной оси. Самая сложная на сегодняшний день — конструкция Третьякова, представляющая собой систему воздухозаборников и направляющих конструкций, организующих поток воздуха таким образом, чтобы полностью исключить потери от противонаправленных воздействий.

Выбор прототипа для самостоятельного изготовления обычно делается исходя из возможностей, наличия оборудования и материалов и прочих обстоятельств, способных повлиять на принятие решения. Необходимо понимать, что создание ветряка — это не решение вопроса, для того, чтобы включить лампочку, надо сначала изготовить собственно генератор, инвертор, подключить аккумуляторы, установить контроллер заряда, соединить все это должным образом и настроить работу комплекса.

Как самостоятельно сделать ветрогенератор

Ответ на этот вопрос лежит в плоскости подготовки человека в теоретическом или техническом плане. Обычный порядок работ примерно следующий:

  • создание проекта
  • произведение всех доступных расчетов
  • подготовка материалов
  • приобретение элементов системы, которые невозможно сделать самостоятельно (например, аккумуляторов)
  • изготовление вращающихся частей (ротора)
  • установка ротора, проверка рабочих качеств, внесение необходимых конструктивных изменений
  • сборка генератора (если планируется собрать его самостоятельно, а не использование готовых образцов)
  • соединение всей системы в комплекс, пробный запуск
  • настройка системы, регулировочные работы
  • эксплуатация

Полезное видео

Порядок работ определен условно, в каждом конкретном случае имеют место собственные условия или возможности. Некоторые пользователи обходятся без аппаратуры, подключая приборы потребления непосредственно к генератору. Это позволяют делать с собой далеко не все устройства или приборы, но, например, ТЭНы таким образом включить можно. Так делается, если дополнительного оборудования пока не имеется, а греть воду уже надо. Кроме того, необходимо, чтобы скорость ветра была более-менее постоянной и ровной.

Рекомендуемые товары

11 различных источников альтернативной энергии

Потенциальные проблемы, связанные с использованием ископаемого топлива, особенно с точки зрения изменения климата, были рассмотрены раньше, чем вы думаете. Шведский ученый Сванте Аррениус был первым, кто заявил, что использование ископаемого топлива может способствовать глобальному потеплению еще в 1896 году.

Этот вопрос стал горячей темой в последние несколько десятилетий. Сегодня наблюдается общий сдвиг в сторону экологической осведомленности, и источники нашей энергии становятся предметом более пристального изучения.

Это привело к увеличению количества альтернативных источников энергии. Хотя жизнеспособность каждого из них можно оспаривать, все они вносят положительный вклад по сравнению с ископаемым топливом.

Меньшие выбросы, более низкие цены на топливо и уменьшение загрязнения — все это преимущества, которые часто может обеспечить использование альтернативных видов топлива.

Здесь мы исследуем одиннадцать наиболее известных альтернативных источников топлива и смотрим на преимущества, которые они предлагают, и потенциал для увеличения потребления в ближайшие годы.

Лучшие примеры альтернативных источников энергии

11. Водородный газ

В отличие от других видов природного газа, водород является полностью экологически чистым топливом. После производства водородные газовые ячейки при использовании выделяют только водяной пар и теплый воздух.

Основная проблема, связанная с этой формой альтернативной энергии, заключается в том, что она в основном получена за счет использования природного газа и ископаемого топлива. Таким образом, можно утверждать, что выбросы, создаваемые для его извлечения, противодействуют выгодам от его использования.

Процесс электролиза, который необходим для расщепления воды на водород и кислород, делает эту проблему менее важной. Однако электролиз по-прежнему уступает ранее упомянутым методам получения водорода, хотя исследования продолжают делать его более эффективным и экономичным.

10. Приливная энергия

В то время как приливная энергия использует энергию воды для выработки энергии, как и в случае с гидроэлектрическими методами, во многих случаях ее применение имеет больше общего с ветряными турбинами.

Хотя это довольно новая технология, ее потенциал огромен. Согласно отчету, подготовленному в Соединенном Королевстве, приливная энергия может удовлетворить до 20% текущих потребностей Великобритании в электроэнергии.

Наиболее распространенной формой производства приливной энергии является использование генераторов приливных потоков. Они используют кинетическую энергию океана для питания турбин, не производя отходов ископаемого топлива и не будучи так же восприимчивы к элементам, как другие формы альтернативной энергии.

9.Энергия биомассы

Энергия биомассы бывает разных форм. Сжигание древесины использовалось в течение тысяч лет для создания тепла, но в результате недавних достижений также были обнаружены отходы, например, на свалках, и спиртовые продукты, используемые для аналогичных целей.

При сжигании дров выделяемое тепло может быть эквивалентно теплу системы центрального отопления. Кроме того, связанные с этим затраты, как правило, ниже, а количество углерода, выделяемого этим видом топлива, становится ниже количества, выделяемого ископаемым топливом.

Однако существует ряд проблем, которые необходимо учитывать при использовании этих систем, особенно если они установлены дома. Важным фактором может быть техническое обслуживание, к тому же вам может потребоваться разрешение местных властей на его установку.

8. Ветровая энергия

Этот вид производства энергии становится все более популярным в последние годы. Он предлагает те же преимущества, что и многие другие альтернативные источники топлива, поскольку в нем используется возобновляемый источник и не образуются отходы.

Текущие ветроэнергетические установки приводят в действие примерно двадцать миллионов домов в Соединенных Штатах в год, и это число растет. В большинстве штатов страны в настоящее время в той или иной форме установлены ветроэнергетические установки, и инвестиции в эту технологию продолжают расти.

К сожалению, эта форма производства энергии также сопряжена с проблемами. Ветровые турбины ограничивают обзор и могут быть опасны для некоторых видов диких животных.

7. Геотермальная энергия

По сути, геотермальная энергия — это извлечение энергии из земли вокруг нас.Он становится все более популярным, и в 2015 году в этом секторе наблюдался пятипроцентный рост.

По оценкам Всемирного банка, около сорока стран могут удовлетворить большую часть своих потребностей в электроэнергии с помощью геотермальной энергии.

Этот источник энергии имеет огромный потенциал, но мало что делает, чтобы разрушить землю. Однако высокие первоначальные затраты на создание геотермальных электростанций привели к более медленному внедрению, чем можно было ожидать от столь многообещающего источника топлива.

6. Природный газ

Источники природного газа использовались в течение нескольких десятилетий, но именно благодаря развитию технологий сжатия он становится более жизнеспособным альтернативным источником энергии. В частности, он используется в автомобилях для снижения выбросов углерода.

Спрос на этот источник энергии растет. В 2016 году 48 нижних штатов США достигли рекордных уровней спроса и потребления.

Несмотря на это, с природным газом все же есть проблемы.Потенциал загрязнения выше, чем при использовании других альтернативных источников топлива, и природный газ по-прежнему выделяет парниковые газы, даже если их количество меньше, чем при использовании ископаемого топлива.

5. Биотопливо

В отличие от источников энергии биомассы, в биотопливе для производства энергии используются животные и растения. По сути, это топливо, которое можно получить из какой-либо формы органического вещества.

Они являются возобновляемыми в тех случаях, когда используются растения, так как их можно выращивать ежегодно.Однако им действительно требуется специальное оборудование для добычи, которое может способствовать увеличению выбросов, даже если самого биотоплива нет.

Биотопливо находит все большее применение, особенно в Соединенных Штатах. На их долю приходилось примерно семь процентов расхода топлива на транспорте по состоянию на 2012 год.

4. Волновая энергия

Вода снова доказывает, что вносит ценный вклад в альтернативные источники энергии с преобразователями энергии волн. Они имеют преимущество перед источниками энергии приливов, поскольку их можно размещать в океане в различных ситуациях и местах.

Как и в случае с приливной энергией, преимущества заключаются в отсутствии отходов. Он также более надежен, чем многие другие виды альтернативной энергии, и при правильном использовании имеет огромный потенциал.

Опять же, стоимость таких систем является основным фактором, способствующим замедлению внедрения. У нас также пока недостаточно данных, чтобы выяснить, как преобразователи волновой энергии влияют на природные экосистемы.

3. Гидроэнергетика

Гидроэлектрические методы на самом деле являются одними из самых первых способов получения энергии, хотя их использование начало сокращаться с ростом использования ископаемого топлива.Несмотря на это, они по-прежнему составляют примерно семь процентов энергии, производимой в Соединенных Штатах.

Гидроэнергетика имеет ряд преимуществ. Это не только чистый источник энергии, что означает, что он не создает загрязнений и множества связанных с этим проблем, но и является возобновляемым источником энергии.

Более того, он также предлагает ряд вторичных преимуществ, которые не сразу очевидны. Плотины, используемые для производства гидроэлектроэнергии, также способствуют борьбе с наводнениями и ирригационным технологиям.

2. Атомная энергетика

Атомная энергия — одна из самых распространенных форм альтернативной энергии. Это создает ряд прямых выгод с точки зрения выбросов и эффективности, а также способствует росту экономики за счет создания рабочих мест при создании и эксплуатации заводов.

По состоянию на 2015 год тринадцать стран полагались на ядерную энергию для производства по крайней мере четверти своей электроэнергии, и в настоящее время во всем мире действуют 450 станций.

Недостаток в том, что когда что-то идет не так с атомной электростанцией, существует вероятность катастрофы.Ситуации в Чернобыле и Фукусиме — тому примеры.

1. Солнечная энергия

Когда большинство людей думают об альтернативных источниках энергии, они склонны использовать в качестве примера солнечную энергию. С годами эта технология претерпела значительные изменения и теперь используется для крупномасштабного производства энергии и выработки электроэнергии для отдельных домов.

Ряд стран выступили с инициативами по развитию солнечной энергетики. Один из примеров — «Льготный тариф» Соединенного Королевства, а также «Налоговый кредит на инвестиции в солнечную энергию» в Соединенных Штатах.

Этот источник энергии полностью возобновляем, и затраты на установку перевешиваются деньгами, сэкономленными на счетах за электроэнергию от традиционных поставщиков. Тем не менее солнечные элементы склонны к износу в течение длительного времени и не так эффективны в неидеальных погодных условиях.

Заключение

Поскольку проблемы, возникающие в результате использования традиционных ископаемых видов топлива, становятся все более заметными, альтернативные источники топлива, подобные упомянутым здесь, вероятно, будут приобретать еще большее значение.

Их преимущества устраняют многие проблемы, вызванные использованием ископаемого топлива, особенно когда речь идет о выбросах. Однако развитие некоторых из этих технологий замедлилось из-за количества инвестиций, необходимых для их жизнеспособности.

Объединив их все, мы сможем положительно повлиять на такие проблемы, как изменение климата, загрязнение и многие другие.

Пожалуйста, внесите свой вклад в обсуждение ниже и поделитесь с нами своими мыслями об альтернативных источниках энергии в разделе комментариев или поделившись этой статьей в социальных сетях.

Ресурсы

,

Альтернативные источники энергии — ветровые, солнечные, гидроэнергетические и другие альтернативные источники энергии для коммерческих и домашних источников энергии

Введение в Altenergy

10¹⁶ ватт — это примерно количество энергии, имеющееся в распоряжении цивилизации, которая может использовать все падающее на планету солнечное излучение от ее родительской звезды — Тип I по шкале Кардашева. Когда известный астрофизик Николай Кардашев впервые попытался измерить уровень технологического прогресса цивилизации в 1964 году, он остановился на потреблении энергии как на лучшей метрике для измерения прогресса в космическом масштабе.

Во многих отношениях энергия является валютой нашей Вселенной, от одноклеточных организмов, плавающих в первобытных бассейнах, до колоний сурикатов в африканской саванне и огромных мегаполисов, таких как Нью-Йорк, Сидней или Пекин. На заре первого тысячелетия нашей эры население Земли составляло всего 150-200 миллионов человек, а к 1000 году нашей эры достигло 300 миллионов. К началу промышленной революции (середина 1700-х годов) ископаемое топливо способствовало быстрому развитию и расширению человеческой цивилизации, достигнув к 1800 году населения в 1 миллиард человек.

Так что же нам остается сегодня?

Современное общество сейчас находится на уровне 0,73 по шкале Кардашева. В то время как у нас есть шанс на Тип 1, неблагоприятные последствия сжигания ископаемого топлива оставили нас в острой необходимости в альтернативе.

Enter, альтернативная энергия — любой источник энергии, альтернативный статус-кво. Возобновляемые источники энергии, не производящие выбросов углекислого газа и других парниковых газов, которые способствуют антропогенному изменению климата.На altenergy.org мы стремимся охватить солнечную энергию, ветер, биомассу, гидроэнергетику, геотермальную энергию и другие углеродно-нейтральные источники энергии, которые помогут человечеству перейти к устойчивому будущему.

Солнечная энергия

Что может быть лучше для достижения статуса Типа I, чем получать энергию прямо из источника — солнечная энергия предполагает использование энергии нашего солнца. От фотоэлектрических (PV) элементов, которые улавливают фотоны и преобразуют их в электричество, до солнечной тепловой энергии (STE), которая использует солнечное тепло, солнечная энергия является одним из самых многообещающих альтернативных источников энергии на рынке сегодня.

Энергия ветра

Тысячи лет люди использовали ветер, чтобы толкать паруса, измельчать зерно и перекачивать воду. Сегодня ветряные мельницы используют турбины для преобразования энергии вращения в электричество, которое может надежно поступать в сеть. В более крупном масштабе, согласно прогнозам, к 2030 году ветряные фермы будут обеспечивать до 20% мирового производства электроэнергии.

Биомасса

и биодизель являются одними из наиболее широко используемых возобновляемых источников энергии. В отличие от ископаемого топлива, которое производится геологическими процессами, которые могут длиться миллионы лет, биомасса обычно относится к биотопливу, полученному с помощью биологических процессов, таких как сельское хозяйство и анаэробное сбраживание.Такие виды топлива, как биоэтанол из кукурузы или биодизельное топливо из переэтерификации растительных масел, горят чище, чем традиционные ископаемые виды топлива, и могут помочь странам оставаться в рамках своих углеродных бюджетов.

Приливная сила

Приливы и отливы являются устойчивыми и предсказуемыми, что делает приливную энергию жизнеспособным альтернативным источником энергии для регионов, где доступны высокие приливные диапазоны. Приливная электростанция Ранс во Франции — первая в мире крупномасштабная приливная электростанция, в которой для выработки электроэнергии используются турбины, во многом аналогичные гидроэлектростанциям для плотины.Совсем недавно CETO, волновая электростанция, подключенная к сети у побережья Западной Австралии, использовала серию буев и донных насосов для выработки электроэнергии.

Геотермальная энергия

Приблизительно 1,4 x 1021 джоулей тепловой энергии проходит к поверхности Земли каждый год. Регионы с высоким уровнем геотермальной активности, такие как Исландия и Индонезия, могут использовать эту геотермальную энергию, доступную в магматических каналах и горячих источниках, для вращения турбин, вырабатывающих электричество или обеспечивающих естественное отопление домов.

Мы называем это Альтернативной энергией.

Ежедневно мир производит углекислый газ, который выбрасывается в атмосферу Земли и будет оставаться там через сто лет.

Это повышенное содержание углекислого газа увеличивает тепло нашей планеты и является основной причиной так называемого «эффекта глобального потепления». Один из ответов на глобальное потепление — заменить и модернизировать существующие технологии альтернативами, которые имеют сопоставимые или лучшие характеристики, но не выделяют углекислый газ.Мы называем это альтернативной энергией

.

К 2050 году одна треть мировой энергии должна будет производиться за счет солнечной, ветровой и других возобновляемых источников. Кто говорит? British Petroleum и Royal Dutch Shell, две из крупнейших нефтяных компаний мира. Изменение климата, рост населения и истощение запасов ископаемого топлива означают, что возобновляемые источники энергии должны будут играть более значительную роль в будущем, чем сегодня.

Альтернативная энергия — это источники энергии, которые не имеют нежелательных последствий, например ископаемое топливо или ядерная энергия.Альтернативные источники энергии являются возобновляемыми и считаются «бесплатными» источниками энергии. Все они имеют более низкие выбросы углерода по сравнению с традиционными источниками энергии. К ним относятся энергия биомассы, энергия ветра, солнечная энергия, геотермальная энергия, источники гидроэлектрической энергии. В сочетании с переработкой отходов использование чистых альтернативных источников энергии, таких как использование в домашних условиях систем солнечной энергии, поможет обеспечить выживание человека в 21 веке и далее.

С экологической точки зрения лучше всего подходит солнечная энергия.Фотоэлектрическая система мощностью 1,5 киловатт будет удерживать более 110 000 фунтов двуокиси углерода, основного парникового газа, в атмосфере в течение следующих 25 лет. Та же самая солнечная система также избавит от необходимости сжигать 60 000 фунтов угля. С солнечной энергией нет ни кислотных дождей, ни городского смога, ни какого-либо загрязнения.

Человечество сошло с ума, что до сих пор не удосужилось использовать энергию солнца. Думать об этом. Выйдите на улицу в солнечный день. Свет, падающий на ваше лицо, покинул Солнце всего за 8 минут.За эти 8 минут он проехал 93 миллиона миль. Эти фотоны перемещаются, и когда они ударяются о ваш фотоэлектрический модуль, вы можете преобразовать это движение в электричество. Как технология, фотоэлектрические элементы не так хороши, как новый внедорожник, о котором нам говорит телевидение. Но во многих отношениях фотоэлектрическая энергия — гораздо более элегантная и сложная технология.

Будь то для вашего бизнеса или для вашего дома, почему бы не инвестировать в солнечные панели. Сегодняшние солнечные панели являются бомбоустойчивыми и часто имеют гарантию 25 или более лет.Ваши солнечные батареи могут пережить вас. Они также являются модульными — вы можете начать с небольшой системы и со временем расширить ее. Солнечные панели легкие (весят около 20 фунтов), поэтому, если вы переедете, вы можете взять систему с собой.

Сеточные интерактивные системы и нетто-учет

Некоторые коммунальные предприятия возражают против чистого учета. Обычно вопрос не в деньгах, а в контроле. Они не хотят, чтобы ваш сок попал в их провода, или они не хотят создавать прецедент, который может снова их преследовать. В ближайшее время появятся некоторые технологии распределенной генерации, которые коммунальные предприятия определенно не захотят использовать в чистом счетчике, включая топливные элементы и микротурбины мощностью 50 кВт размером с пивные бочки.Однако в США и Австралии поставщики электроэнергии все больше поддерживают схемы обратного выкупа солнечной энергии. Кроме того, теперь предприятия могут пользоваться преимуществами различных поставщиков как газа, так и электроэнергии и делать покупки для наиболее экономичных.

Solar ратует за критику коммунальных предприятий. Но, несмотря на все недостатки, промышленность протянула невероятное количество проводов. Редко бывает, что американец, австралиец или европеец находится на расстоянии более 50 футов от электрической розетки. Мы считаем это обычным чудом как должное.С инженерной точки зрения сеть — это огромный ресурс. Подключенная к сети фотоэлектрическая система будет более эффективной, возможно, более экологичной и, безусловно, дешевле, чем та, что находится в глуши. Более эффективен, потому что инвертор может отслеживать «кривую максимальной мощности» модулей, а не более низкое напряжение, необходимое для подзарядки батарей. Возможно, экологичнее, потому что вам не нужны батареи, которые содержат едкие химические вещества, выделяют сернистые газы и в конечном итоге изнашиваются. И намного дешевле, потому что с сетью в качестве резервной вам не нужно покупать батареи, контроллер заряда, панель управления или генератор.Здесь вы сколотили до 5000 долларов с типичной автономной системы. Снижение цены имеет решающее значение, потому что никому в энергосистеме не нужна фотоэлектрическая энергия, по крайней мере, не так, как это нужно домовладельцу, не подключенному к сети. У нас уже есть сок. Это может быть атомная бомба, может быть угольная электростанция, это может быть гидроэлектростанция (или «воплощенный лосось»), но он там. Чтобы продавать фотоэлектрические системы, подключенные к сети, вам нужно снизить цену, а затем помочь потенциальным клиентам понять, что солнечная энергия для угля, как круассан для Twinkie.На интуитивном уровне многие люди уже понимают ключевое различие между ископаемым топливом и возобновляемой энергией. Один ворует у наших детей, другой — нет.

Текущая стоимость солнечных панелей означает, что сетевые интерактивные системы не окупаются с точки зрения экономии затрат по сравнению с электричеством из сети. Несмотря на это, многие люди с домами, подключенными к электросети, предпочитают устанавливать сетевые интерактивные солнечные системы, поскольку они не создают парниковых газов при выработке электроэнергии, в отличие от электростанций, работающих на угле.Многочисленные исследования показали, что эквивалентное количество электроэнергии, используемой для изготовления солнечной панели, вырабатывается панелью в течение первых двух лет работы, следовательно, солнечная панель погасит свой «долг» по парниковым газам в течение этого времени.

Общества использовали энергию ветра на протяжении тысячелетий. Первое известное использование было в 5000 году до нашей эры, когда люди использовали паруса для навигации по реке Нил. Персы уже использовали ветряные мельницы в течение 400 лет к 900 году нашей эры, чтобы перекачивать воду и перемалывать зерно.Ветряные мельницы, возможно, даже были созданы в Китае до 1 года нашей эры, но самые ранние письменные документы относятся к 1219 году. Критяне использовали «буквально сотни ветряных мельниц с парусным ротором [для] перекачивания воды для сельскохозяйственных культур и скота».

Сегодня люди осознают , что энергия ветра «является одним из самых многообещающих новых источников энергии», который может служить альтернативой электричеству, производимому из ископаемого топлива. Стоимость ветроэнергетики снизилась на 15% с каждым удвоением установленной мощности во всем мире, а мощность удвоилась три раза в течение 1990-х и 2000-х годов.По состоянию на 1999 год мировая мощность ветроэнергетики превысила 10 000 мегаватт, что составляет примерно 16 миллиардов киловатт-часов электроэнергии. По данным Американской ассоциации ветроэнергетики, этого достаточно для обслуживания более 5 городов размером с Майами. Пять Майами могут показаться незначительными, но если мы сделаем прогнозируемые шаги в ближайшем будущем, энергия ветра может стать одним из наших основных источников электроэнергии.

Хотя энергия ветра теперь стала более доступной, на более доступной и экологически чистой, у нее есть некоторые недостатки.Энергия ветра страдает от того же недостатка плотности энергии, что и прямое солнечное излучение. Тот факт, что это «очень рассеянный источник», означает, что «требуется большое количество ветряных генераторов (и, следовательно, большие площади суши) для производства полезного количества тепла или электроэнергии». Но ветряные турбины нельзя устанавливать повсюду просто потому, что во многих местах недостаточно ветрено для выработки соответствующей энергии. Когда подходящее место найдено, строительство и обслуживание ветряной электростанции может оказаться дорогостоящим. Это «очень капиталоемкая технология.«Если процентные ставки, взимаемые за производство оборудования и строительство завода, высоки, то потребителю придется платить больше за эту энергию». Одно исследование показало, что если бы ветряные электростанции финансировались на тех же условиях, что и газовые, их стоимость снизилась бы. почти на 40% ». К счастью, чем больше построено объектов, тем дешевле энергия ветра.

Но все больше энергии вкладывается в поиски многих других альтернативных источников энергии и обеспечение их жизнеспособности, таких как геотермальная энергия, энергия волн и биомасса!

,

Альтернативные источники энергии Понимание чтения

Ежедневно используется множество различных источников энергии. Откуда эта энергия? Сжигание ископаемого топлива является основным источником энергии. Источники, отличные от этого ископаемого топлива, известны как альтернативные источники энергии , и некоторые из них используются каждый день.

Вода, используемая стропилами уайтуотер, обладает огромным количеством энергии. Эта энергия воды может быть использована для выполнения работы с помощью водяных колес.Бегущая или падающая вода вращает колесо. Поворотное колесо вращает ось, которую можно прикрепить к оборудованию для выполнения различных работ. В мельнице вращается водяное колесо, и большой камень перемалывает зерно. В лесопилке водяные колеса вращают ось, и лезвие режет древесину. Наконец, на гидроэлектростанции текущая или падающая вода вращает генератор для производства электричества.

Не только вода вращает колесо, но и ветер , может это делать. Ветряные мельницы работают так же, как водяное колесо. В течение многих лет ветряные мельницы обычно использовались в основном для измельчения зерна, перекачки воды или того и другого.Однако сегодня все изменилось. Ветряные мельницы используются в качестве ветряных турбин, которые могут вырабатывать электричество. Когда ветер приводит в движение лопасти, создается и накапливается энергия, которую можно использовать для выполнения работы. Пока есть движение, можно производить энергию, а ветер — отличный альтернативный источник энергии. Во многих частях Среднего Запада, где много ветров, энергия производится для домов и предприятий.

Еще один источник энергии — это внутреннее тепло земли.Внутри Земли очень жарко, о чем свидетельствует горячая вода или пар, выходящий из-под земли в определенных местах на Земле. Внутреннее тепло Земли называется геотермальной энергией . Геотермальная энергия может использоваться для отопления домов и производства электроэнергии. В Бойсе, штат Айдахо, есть дома, которые с 1890-х годов обогреваются исключительно за счет горячих источников. Также в Гейзерах в Калифорнии пар приводит в движение турбины, вырабатывающие электричество. Этот пар поступает из подземных вод, которые нагреваются за счет геотермальной энергии.

Солнце дает энергию каждый день. Солнечная энергия часто считается просто солнечным светом. Солнечный свет полон энергии. Именно солнечный свет дает воде энергию для испарения и подъема в атмосферу. Люди находят новые способы использовать силу солнечного света. Один из основных способов — улавливать или концентрировать солнечный свет с помощью солнечных панелей . Этот солнечный свет можно использовать для обогрева домов и воды. Также солнечных элементов — это устройства, преобразующие солнечный свет в электрическую энергию.

По мере увеличения использования альтернативных источников энергии потребление ископаемого топлива на Земле также будет уменьшаться. Один ватт энергии, который используется солнечными элементами, на один ватт меньше, чем на электростанциях, сжигающих нефть или уголь. Если общество надеется, что у следующего поколения будут ресурсы, необходимые для отопления домов и вождения автомобилей, альтернативные источники энергии необходимы сегодня.

Ископаемое топливо сегодня является наиболее распространенным источником энергии, но не считается экологически чистым источником энергии. Существуют различные другие источники альтернативной энергии, которые должны быть включены, если ожидается, что следующие поколения будут иметь энергию.Вода, ветер, внутреннее тепло земли и солнце используются для создания энергии. Геотермальная энергия и солнечная энергия более распространены. Дома отапливаются и охлаждаются, автомобили передвигаются, а электричество используется из этих различных альтернативных источников энергии. Все это примеры чистой энергии, которая лучше для окружающей среды, поскольку не вызывает загрязнения.


,

Альтернативные источники энергии — подробное руководство

0 illustration of the earth surrounded by some green leaves

Не секрет, что ресурсы Земли не безграничны. Потребляя их в большом количестве за очень короткий период времени, люди наносят огромный вред окружающей среде. Так возникла потребность в альтернативных источниках энергии. Но что такое альтернативный источник энергии? По сути, это энергия, получаемая в результате процессов, которые не используют ресурсы нашей земли, а также не наносят никакого вреда окружающей среде.Если вам интересно, как им удается делать обе эти вещи, ответ в основном заключается в том, что они не используют ядерную энергию или ископаемое топливо.

Если вы хотите узнать больше об основных видах альтернативных источников энергии, то вам следует продолжить чтение. Потому что в сегодняшнем руководстве мы рассмотрим солнечную, ветровую, гидроэнергетику, биомассу и геотермальную энергию. Мы расскажем вам о том, как они работают, насколько они эффективны, и еще много интересной информации о самых распространенных примерах возобновляемой энергии на нашей планете.

Всеобъемлющее руководство по наиболее важным альтернативным источникам энергии на Земле

Солнечная энергия

Солнечная энергия — один из наиболее часто используемых альтернативных источников энергии. Является ли солнечная энергия возобновляемой или невозобновляемой? Ответ на 100% возобновляемый. Это потому, что солнечная энергия работает, получая энергию от солнца. Поскольку солнце в ближайшее время не уйдет, его энергия тоже не исчезнет.

many solar panels in a field with mountains in background

Люди используют силу солнца, используя солнечные панели, которые вы обычно видите в полях, когда едете по автостраде.Вы также можете найти такие панели на зданиях в крупных городах или даже на домах по всему миру, где люди используют солнечную энергию для своей домашней деятельности.

Если вам интересно, почему солнечная энергия является альтернативным источником энергии, это потому, что она ни на йоту не загрязняет окружающую среду. Он также не требует сжигания ископаемого топлива и выбросов парниковых газов. После установки солнечных панелей они будут накапливать энергию солнца и использовать ее для производства электроэнергии даже ночью или в пасмурные дни.Кроме того, помимо первоначальных вложений в установку, энергия полностью бесплатна.

Энергия ветра

Энергия ветра — еще один из мировых альтернативных источников энергии, который также является полностью возобновляемым. Это значит, что ветер не перестанет дуть. Итак, пока мы строим ветряные турбины, чтобы использовать их, мы всегда сможем использовать энергию ветра для производства электроэнергии.

many wind turbines in a field at sunset

Как и солнечная энергия, энергия ветра никоим образом не загрязняет окружающую среду.Кроме того, это также бесплатно после установки ветряных турбин, и мы можем использовать их как на суше, так и на море. Единственный недостаток использования энергии ветра — это то, что есть места, где ветер не такой сильный. Это затрудняет установку там ветряных турбин.

Однако люди придумали еще один способ использовать силу ветра и превратить ее в энергию. Мы говорим о морских ветряных турбинах или турбинах, которые мы можем найти в море. Почему мы можем считать их отличной альтернативой наземным турбинам? Ну, потому что на море ветер всегда сильнее.Это означает, что люди могут получать много энергии от морских ветряных турбин. Более того, они не так заметны, как наземные, поэтому также не мешают деятельности человека.

Hydroelectric Energy

Движущаяся вода — еще один источник энергии, который считается альтернативным по той же причине, что и два других, которые мы уже обсуждали: это лучшая альтернатива сжиганию угля и ископаемого топлива. Почему лучше? Потому что он создает энергию, используя воду, которая в любом случае не тратится зря.Он просто возвращается к своему источнику.

Люди используют движущуюся воду для производства электроэнергии через строительство электростанций и плотин. Эти электростанции имеют турбины, которые преобразуют механическую энергию движущейся воды в электрическую с помощью генераторов.

view of the water dam at itaipu

Несмотря на то, что строительство и обслуживание электростанций обходятся довольно дорого, энергия сама по себе бесплатна. Это потому, что вода бесплатна и ее можно использовать постоянно. Более того, как и все другие альтернативные источники энергии, этот тоже не вредит окружающей среде.

Энергия биомассы

Если вы думали, что не можете найти никакого применения для отходов жизнедеятельности человека, мы здесь, чтобы сказать вам, что это действительно возможно. Собственно, именно этим и занимается энергия биомассы. Он производит электричество из отходов жизнедеятельности человека и животных, а также из сельскохозяйственных и промышленных отходов.

wood cuttings to be used for alternative sources of energy

Это тоже один из величайших примеров возобновляемой энергии, поскольку он выполняет две задачи одновременно. В первую очередь, это помогает избавиться от мусора, который занимал бы много места.Мы можем использовать это пространство позже для другой человеческой деятельности. Во-вторых, он использует указанные отходы для производства энергии, не наносящей вреда окружающей среде.

С помощью сжигания люди превращают отходы в энергию экологически безопасным способом. Поскольку отходы содержат много энергии, при сжигании они выделяются в виде тепла. Затем мы используем это тепло для производства электроэнергии.

Геотермальная энергия

Наконец, геотермальная энергия — это энергия, которую люди собирают с земли.Если мы подумаем об этом на секунду, мы поймем, что геотермальная энергия — еще один отличный пример альтернативных источников энергии. Это потому, что Земля всегда будет производить тепло, а это означает, что геотермальная энергия является возобновляемой. Кроме того, он не загрязняет окружающую среду и не причиняет ей никакого вреда.

illustration of extracting geothermal energy process

Люди используют то, что мы называем геотермальными тепловыми насосами, для извлечения пара с поверхности земли. Этот пар заставляет турбины вращаться, что позже позволяет генераторам работать и вырабатывать электричество.Хорошая новость заключается в том, что многие люди на Земле могут использовать геотермальную энергию. В то же время они могут сэкономить деньги, поскольку им не нужно топливо для этого типа возобновляемой энергии. Однако следует учитывать, что установка геотермальных электростанций чрезвычайно дорога.

Все подведено

Наблюдение за тем, как людям удалось создать так много альтернативных источников энергии, может вселить оптимизм в будущее нашей планеты. Что было бы не лишним, если бы все больше стран начали их использовать.Однако использовать их недостаточно. Мы также должны найти новые и эффективные способы минимизировать затраты и максимально использовать их потенциал. Несмотря на то, что альтернативные источники энергии сопряжены с большими расходами, нельзя отрицать, что наша планета может получить гораздо больше от них, чем от традиционных источников энергии. Поскольку ресурсы Земли быстро истощаются, имеет смысл инвестировать как можно больше в альтернативные источники энергии.

Источник изображения: 1,2,3,4,5,6

.

Добавить комментарий